แม่เหล็กนีโอดิเมียมเหล็กโบรอน (NdFeB) ผลิตขึ้นมาได้อย่างไร

ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ แม่เหล็ก NdFeB เป็นที่รู้จักในนาม "ราชาแห่งแม่เหล็ก" เนื่องจากคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่โดดเด่น ตั้งแต่มอเตอร์สั่นสะเทือนของสมาร์ทโฟนและมอเตอร์ขับเคลื่อนของยานพาหนะไฟฟ้าไปจนถึงกังหันลม แม่เหล็กอันทรงพลังนี้มีอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่ง

I. การเตรียมวัตถุดิบ: ศิลปะแห่งการกำหนดสูตรที่แม่นยำ

ขั้นตอนแรกในการผลิตแม่เหล็ก NdFeB คือการเลือกและสัดส่วนของวัตถุดิบ ส่วนประกอบหลัก ได้แก่ โลหะหายากของโลก นีโอไดเมียม (Nd) เหล็ก (Fe) และโบรอน (B) เพื่อปรับปรุงความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงและการบีบบังคับของแม่เหล็ก ผู้ผลิตมักเติมองค์ประกอบเสริมจำนวนเล็กน้อย เช่น ดิสโพรเซียม (Dy) เทอร์เบียม (Tb) และทองแดง (Cu)

การผสมอย่างระมัดระวัง: วัตถุดิบโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงได้รับการชั่งน้ำหนักอย่างแม่นยำตามข้อกำหนดของเกรดวัสดุแม่เหล็ก (เช่น N35, N52, 50SH เป็นต้น)

ครั้งที่สอง การหลอมเหลวแบบสุญญากาศและการแข็งตัวอย่างรวดเร็ว

เนื่องจากนีโอไดเมียมออกซิไดซ์ได้ง่ายมากที่อุณหภูมิสูง กระบวนการหลอมจึงต้องดำเนินการภายใต้สุญญากาศหรือการป้องกันก๊าซเฉื่อยที่มีความบริสุทธิ์สูง

ละลาย: วัตถุดิบที่เตรียมไว้จะถูกใส่ในเตาเหนี่ยวนำสุญญากาศและให้ความร้อนจนละลาย

การแข็งตัวอย่างรวดเร็ว (SC): นี่เป็นก้าวสำคัญในการผลิตสมัยใหม่ โลหะผสมที่หลอมละลายจะถูกพ่นลงบนลูกกลิ้งทองแดงระบายความร้อนด้วยน้ำที่หมุนด้วยความเร็วสูง เย็นตัวลงอย่างรวดเร็วและแข็งตัวเป็นแถบโลหะผสมที่บางเป็นพิเศษ เทคโนโลยีนี้ส่งผลให้เมล็ดละเอียดและสม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งเป็นรากฐานสำหรับการผลิตแม่เหล็กประสิทธิภาพสูงในเวลาต่อมา

III. การบดไฮโดรเจนและการกัดด้วยเจ็ท

เพื่อให้ได้แอนไอโซโทรปีแม่เหล็กที่ดี แผ่นโลหะผสมจะต้องบดให้เป็นผงขนาดไมครอน

การบดไฮโดรเจน (HD): ด้วยการใช้คุณสมบัติการดูดซับไฮโดรเจนและการขยายตัวของโลหะหายาก ทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กภายในแถบโลหะผสม ทำให้มันกลายเป็นผง

เจ็ทมิลลิ่ง: ด้วยการใช้กระแสลมเหนือเสียง ผงจะชนกัน ทำให้กลายเป็นผงละเอียดโดยมีขนาดอนุภาคเฉลี่ยประมาณ 3-5 ไมโครเมตร ในระหว่างกระบวนการนี้ จะต้องควบคุมปริมาณออกซิเจนอย่างเข้มงวด

IV. การวางแนวและการสร้างรูปร่างของสนามแม่เหล็ก

นี่เป็นขั้นตอนสำคัญในการกำหนดทิศทางของสนามแม่เหล็ก แม่เหล็ก NdFeB .

การกด: ผงละเอียดจะถูกใส่ลงในแม่พิมพ์และกดภายใต้สนามแม่เหล็กภายนอกที่มีกำลังแรง แกนยาวของอนุภาคผงแม่เหล็กจะเรียงตัวกันอย่างสวยงามภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก (เช่น การวางแนว)

การกดแบบคงที่: หลังจากการกดครั้งแรก ช่องสีเขียวมักจะผ่านการกดแบบคงที่แบบเย็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีความหนาแน่นสม่ำเสมอและป้องกันการเสียรูปในระหว่างการเผาผนึก

V. การเผาผนึกสุญญากาศและการบำบัดความร้อน

การเผาผนึกเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในการปรับปรุงความหนาแน่นและคุณสมบัติทางแม่เหล็กของแม่เหล็ก NdFeB

การเผาผนึก: ช่องสีเขียวจะถูกให้ความร้อนในสภาพแวดล้อมสุญญากาศที่อุณหภูมิสูง (ประมาณ 1000 °C - 1100 °C) ในระหว่างกระบวนการนี้ ปฏิกิริยาเคมีกายภาพเกิดขึ้นระหว่างอนุภาค ทำให้เกิดการหดตัวของปริมาตรและความหนาแน่นเพิ่มขึ้น ก่อตัวเป็นบล็อกโลหะที่มีความหนาแน่น

การแบ่งเบาบรรเทา: การอบชุบด้วยความร้อนสองขั้นตอนจะปรับการกระจายตัวของระยะขอบเขตของเกรน เพิ่มประสิทธิภาพการบังคับและผลิตภัณฑ์พลังงานของวัสดุแม่เหล็ก

วี. การตัดเฉือนและการเคลือบผิว

แม่เหล็กเผาผนึกมักเป็นช่องว่างสี่เหลี่ยมจัตุรัสหรือทรงกระบอกขนาดใหญ่ที่มีพื้นผิวหยาบซึ่งสึกกร่อนได้ง่าย

เครื่องจักรกล: วัสดุก้อนใหญ่ได้รับการกลึงขึ้นรูปตามขนาดที่แม่นยำที่ลูกค้าต้องการ โดยใช้เครื่องตัดลวด เครื่องเจียร หรือเครื่องหั่น

การรักษาพื้นผิว: แม่เหล็กนีโอไดเมียมเหล็กโบรอน (NdFeB) มีความไวต่อการเกิดออกซิเดชันสูง ดังนั้น การบำบัดป้องกันการกัดกร่อนจึงเป็นสิ่งจำเป็น วิธีการชุบทั่วไป ได้แก่ การชุบสังกะสี การชุบนิเกิล-ทองแดง-นิกเกิล และการชุบอีพอกซีเรซินเพื่อยืดอายุการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว การสะกดจิตและการทดสอบ

ขั้นตอนสุดท้ายคือการมอบ "จิตวิญญาณ" ให้กับแม่เหล็ก

การสะกดจิต: แม่เหล็กที่เสร็จแล้วจะถูกวางลงในสนามแม่เหล็กพัลส์ที่มีกำลังแรงเป็นพิเศษ ทำให้โมเมนต์แม่เหล็กภายในจัดเรียงตามแนวทิศทางอย่างสมบูรณ์ ทำให้เกิดการคงสภาพที่แข็งแกร่งมาก

การทดสอบคุณภาพ: ผ่านการวัดเส้นโค้งการล้างอำนาจแม่เหล็ก การทดสอบอุณหภูมิสูงและต่ำ และการทดสอบสเปรย์เกลือ ในแต่ละการทดสอบ แม่เหล็ก NdFeB มั่นใจได้ว่าจะตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ

การผลิตแม่เหล็ก NdFeB เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งครอบคลุมวัสดุศาสตร์ เทคโนโลยีสูญญากาศ และการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำ ด้วยกระบวนการที่เข้มงวดดังกล่าว วัสดุแม่เหล็กถาวรหายากของโลกนี้จึงปลดปล่อยพลังงานอันน่าอัศจรรย์ออกมา ขับเคลื่อนความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีสมัยใหม่